1
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU

Trái cây là một loại thực phẩm không thể thiếu cho con người từ xưa tới nay.
Nó cung cấp cho cơ thể rất nhiều chất dinh dưỡng đặc biệt là vitamin. Với đặc tính
là dễ hư hỏng và có theo mùa vụ nên trái cây đã được chế biến thành nhiều dạng
khác nhau như làm mứt, phơi khô, sấy…để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng
trong mọi hoàn cảnh.
Cũng như các loại trái cây khác, sản phẩm từ chanh dây hiện nay chủ yếu là
nước chanh dây và bột chanh dây. Nhưng ít ai biết rằng chanh dây cũng có thể lên
men thành một loại nước giải khát lên men bổ dưỡng và thơm ngon rất có lợi cho
sức khỏe người tiêu dùng nếu sử dụng thường xuyên. Mặt khác, nước giải khát từ
chanh dây lên men là một loại thức uống hoàn toàn tự nhiên không dùng chất màu
cũng như hóa chất bảo quản.
Vì vậy nước giải khát lên men từ chanh dây cũng là một sản phẩm đầy tiềm
năng cho thị trường trong và ngoài nước. Cũng vì mục đích đón đầu thị trường, tạo
ra một dòng sản phẩm mới làm đa dạng hóa sản phẩm từ chanh dây nên chúng tôi
đã chọn và thực hiện đề tài “Nghiên cứu sản xuất nước giải khát từ chanh dây
lên men”.
Mục tiêu đề tài: Xây dựng quy trình sản xuất nước giải khát từ chanh dây lên
men .
Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu các thông số thích hợp cho quá trình lên
men như:
 Xác định lượng enzyme petinase bổ sung trong quá trình thu dịch chanh dây.
 Xác định hàm lượng đường bổ sung thích hợp cho quá trình lên men.
 Xác định pH thích hợp cho quá trình lên men.
 Xác định lượng nấm men bổ sung thích hợp cho quá trình lên men.
 Xác định thời gian lên men thích hợp.
 Xác định tỷ lệ syrup bổ sung thích hợp cho quá trình điều vị sau lên men.
2
1.1 - TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Chanh dây còn được gọi là chanh leo, mát mát, lạc tiên hoa tía,… Tên khoa
học là Passiflora edulis, Sims, là một loài trong chi Lạc tiên (Passiflora), thuộc họ
Passifloraceae (họ Chùm bao), bộ Violales. Chi Passiflora hiện có hơn 400 loài,
trong đó có khoảng 60 loài cho trái ăn được. Tên tiếng Anh là Passion fruit [8].
Loài cây này có nguồn gốc ở Brazil, được nhập vào Việt Nam khoảng đầu
thế kỷ 20, được trồng ở Lâm Đồng, Kontum, Gia Lai, Đắk Lắk… để lấy quả làm
nước giải khát, làm cảnh và che bóng mát. Đến nay, một số tỉnh đồng bằng sông
Cửu Long như: Hậu Giang, Cần Thơ, An Giang, Kiên Giang…cũng bắt đầu phát
triển trồng chanh dây để lấy quả cung ứng cho nhu cầu thị trường [8].
b. Đặc điểm
Chanh dây là một loại dây
đa niên, nửa gỗ, dài đến 15 m.
Thân tròn cạnh, xanh, mang tua
dài và lá ở mỗi đốt. Lá mọc xen,
mang lá kèm ở mỗi đốt. Cuống lá
dài 2-5 cm, mang phiến lá có 3
thùy dài, kích thước lá 10-15 x
12-25 cm, bìa phiến có răng cưa
nhỏ, tròn đầu [11].
Hoa đơn tính, mọc từ nách
lá, đẹp, thơm, đường kính 7,5-10 cm với cuống dài 2-5 cm. Mỗi hoa gồm 5 cánh
hoa với 5 đài hoa trắng mọc xen nhau, bên trên là 2 lớp tràng (corona) với các sợi
trắng dài 2-3 cm, ửng tím ở gốc rất đẹp. Mỗi hoa mang 5 nhị đực với 5 chỉ dính
nhau thành ống ở đáy và tách rời ở phần mang bao phấn. Do hoa đẹp nên cũng được
nhiều nơi trồng làm kiểng [11].
(a) (b)
Hình 1.1 Cây và hoa chanh dây
(a) Cây chanh dây (b) Hoa chanh dây
4
Trái hình cầu đến bầu

Hình 1.2 Quả chanh dây
(a) Quả tím (b) Quả vàng
5
yaourt Còn ở nước ta, cách dùng phổ biến nhất là nấu với nước đường và pha với
đá để làm nước uống giải khát [6].
Trong dịch của quả chanh dây chứa rất nhiều thành phần quan trọng như:
vitamin A, vitamin C, chất xơ – là một chất tốt cho hệ tiêu hóa,… Ngoài ra, trong
chanh dây còn có một tỷ lệ nhất định protein, lipid, các chất khoáng và chất vi
lượng như sắt, photpho, kẽm, magie,… Về cung cấp năng lượng, chanh dây có thể
tương đương với xoài, chuối,…
1.1.2.3 Thành phần hóa học của chanh dây
Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100g phần cơm hột của trái chanh dây [9]
1.1.3. Tổng quan về quá trình lên men
1.1.3.1 Khái quát về quá trình lên men rượu
Lên men là một quá trình trao đổi chất dưới tác dụng của các enzyme tương
ứng gọi là chất xúc tác sinh học. Tùy theo sản phẩm tích tụ sau quá trình lên men
mà người ta chia làm nhiều kiểu lên men khác nhau. Tuy nhiên có hai hình thức lên
men chính là lên men yếm khí và lên men hiếu khí [4].
Lên men rượu là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nấm men, chúng
sẽ chuyển hóa đường lên men thành ethanol và CO
2
.
Quá trình lên men rượu chia làm hai thời kỳ chính:
− Thời kỳ phát triển sinh khối: giai đoạn này với sự có mặt của oxy, tế bào nấm
men phát triển sinh khối.
Thành phần Hàm lượng Thành phần Hàm lượng
Nước 66-84% Xơ 0.6-0.8%
Năng lượng 63-122 kcal Ca 4-17 mg
Protein 0.7-1.5% P 35-64 mg
Béo 0.2-0.3% Fe 0.4-2.1 mg

Dựa vào đặc tính của quá trình lên men mà ta chia ra:
− Nấm men chìm thường lên men ở nhiệt độ từ 7 – 15
0
C. Khi kết thúc
quá trình lên men chúng kết lắng xuống đáy thiết bị.
− Nấm men nổi thực hiện ở điều kiện nhiệt độ từ 18 – 22
0
C, cuối quá
trình lên men các tế bào nấm men kết thành chùm và bị hấp thụ vào
các bọt khí CO
2
rồi nổi lên trên bề mặt dịch lên men [4].
1.1.3.3 Cơ chế của quá trình lên men
Để lên men người ta cho vào môi trường một lượng tế bào nấm men nhất định.
Tùy theo phương pháp lên men mà lượng nấm men cho vào là khác nhau.
Thường khi lên men, lượng tế bào nấm men phải đạt lớn hơn một trăm triệu tế bào
trong một ml dịch lên men. Do diện tích bề mặt của tế bào nấm men lớn nên khả
năng hấp thụ các chất dinh dưỡng mạnh. Đường lên men và các chất dinh dưỡng
khác trong môi trường lên men đầu tiên được hấp thụ trên bề mặt nấm men, sau đó
7
được khuếch tán vào trong tế bào nấm men. Rượu và CO
2
được tạo thành theo phản
ứng tổng quát sau:
C
6
H
12
O
6

và lớn dần lên tạo thành túi khí lớn, đến lúc nào đó có sự chênh lệch giữa khối
lượng riêng của môi trường và tế bào nấm men sẽ nổi lên trên bề mặt. Khi đến bề
mặt, do có sự thay đổi đột ngột sức căng bề mặt nên chúng bị vỡ ra làm cho khí CO
2
phóng thích ra ngoài. Lúc này do khối lượng tế bào nấm men đủ lớn nên chúng sẽ
bị nhấn chìm trở lại. Quá trình cứ diễn ra liên tục làm cho nấm men chuyển từ trạng
thái tĩnh sang trạng thái động, làm tăng khả năng tiếp xúc giữa tế bào nấm men và
môi trường làm cho quá trình trao đổi chất diễn ra nhanh hơn, mạnh hơn, như thế sẽ
làm gia tăng quá trình lên men. Khí CO
2
ức chế quá trình lên men, nhưng trong quá
trình thoát khí CO
2
làm tăng khả năng lên men của nấm men [4].
1.1.3.4 Động học của quá trình lên men
Tốc độ của quá trình lên men có thể theo dõi được bằng cách theo dõi sự thay
đổi của hàm lượng đường trong dịch lên men, quan sát bằng cách theo dõi sự thay
đổi hàm lượng rượu và CO
2
tạo thành cũng như sự thay đổi trị số của nồng độ dịch
lên men. Quá trình lên men chia làm ba thời kì:
- Thời kỳ đầu: Khoảng 60 giờ đầu kể từ lúc cho tế bào nấm men tiếp xúc với
dịch lên men. Sự lên men xảy ra rất chậm, đường lên men không đáng kể.
- Thời kỳ hai: đây là thời kỳ lên men chính, chiếm khoảng 60 – 120 giờ sau
thời kỳ đầu. Sự phát triển của tế bào nấm men và sự lên men sau mỗi giờ lên men
tăng nhanh đáng kể và đạt trị số cực đại.
8
- Thời kỳ cuối: Đây là giai đoạn lên men phụ xảy ra rất chậm đồng thời là thời
kỳ ổn định tạo mùi vị cho sản phẩm. Tùy theo phương pháp lên men, loại sản phẩm
mà thời gian lên men phụ kéo dài khác nhau không quan sát được.

2
 CH
3
CHOHCOOH + NAD
b. Sự tạo thành alcol cao phân tử
Một trong những sản phẩm phụ tạo thành quan trọng trong quá trình lên men
rượu là các rượu có số nguyên tử cacbon lớn hơn hai (gọi chung là alcol cao phân
tử). Các alcol này tuy ít nhưng lẫn vào rượu etylic cũng sẽ gây ảnh hưởng xấu tới
chất lượng sản phẩm. Đó là các alcol propyolic, izoamylic, amylic,… Hàm lượng
của chúng chỉ vào từ khoảng 0.4 – 0.5% so với rượu etylic nhưng gây cho sản phẩm
mùi hôi khó chịu [4].
c. Sự tạo thành este
9
Cùng với sự tạo thành acid, alcol, dưới tác dụng của enzyme esterase của nấm
men, các alcol và acid sẽ tác động lẫn nhau để tạo thành este tương ứng, phương
trình tổng quát như sau:
R
1
CH
2
OH + R
2
COOH R
2
COO-CH
2
R
1
+ H
2

của chúng trong khoảng 20 – 35
0
C, tối đa là 42
0
C, chúng phát triển tốt trong môi
trường có alcol thấp, oxy hóa alcol thành acid acitic.
C
2
H
5
OH + OH  CH
3
COOH + H
2
O + 16 kcal
Trong môi trường không có alcol, vi khuẩn acetic sẽ oxy hóa đường thành acid
gluconic. Các vi khuẩn acetic không chỉ oxy hóa alcol acetylic mà còn oxy hóa các
alcol khác như alcol butylic và propylic. Trong điều kiện lên men rượu chúng ít có
khả năng phát triển vì vi khuẩn này rất hiếu khí.
- Vi khuẩn butilic và các vi sinh vật khác
10
Không phát triển trong môi trường lên men vì pH không thích hợp với chúng.
Vì thế nhiễm khuẩn chủ yếu trong quá trình lên men là acid lactic [4].
1.1.3.7 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men
Trong quá trình lên men nước giải khát có độ cồn thấp, để cho ra những sản
phẩm tốt nhất, ngoài việc phải lựa chọn nguyên liệu đầu vào và tác nhân lên men
phù hợp chúng ta cần phải lưu ý tới các điều kiện sau:
a. Nhiệt độ
Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp tới hoạt động sống của nấm men. Nhiệt
độ tối ưu cho quá trình phát triển của nấm men Saccharomyces cerevisiae là từ 28 –

11
c. Nồng độ đường trong dịch lên men
Nấm men chỉ có khả năng lên men một số loại đường đơn giản như maltose,
saccharose. Do đó nồng độ dịch đường quá cao sẽ dẫn tới làm tăng áp suất thẩm
thấu và làm mất cân bằng trạng thái sinh lý của nấm men. Kết quả sẽ tạo ra nhiều
rựơu không những ức chế quá trình hoạt động của tạp khuẩn mà cả của nấm men.
Ngược lại nồng độ đường quá thấp quá trình lên men sẽ không xảy ra. Nồng độ
đường thích hợp cho quá trình lên men nước giải khát từ 16 – 18% [4].
d. Nồng độ rượu
Lượng ethanol tạo thành vừa ảnh hưởng tới khả năng sinh trưởng của nấm
men, đồng thời ảnh hưởng tới khả năng lên men của tế bào. Sinh trưởng của nấm
men chậm dần ở nồng độ rượu 2% và ngừng chỉ ở 5%. Lên men chỉ giảm dần ở
nồng độ 4% và chỉ ngừng ở 12 – 16% (tùy chủng men) [4].
e. Nồng độ oxy
Oxy là thành phần quan trọng trong quá trình lên men nước giải khát, nhưng
nó cũng là nguyên nhân gây hư hỏng cho sản phẩm nếu chúng ta không điều chỉnh
ở những giai đoạn tiếp theo.
Lên men nước giải khát là quá trình lên men kỵ khí. Tuy nhiên trong giai đoạn
phát triển sinh khối của nấm men cần sự có mặt của oxy để tế bào nấm men phát
triển và tăng sinh khối, nhưng với một lượng oxy rất là nhỏ. Trong thời kì lên men
chuyển đường thành rượu và CO
2
, không nên để dịch lên men tiếp xúc với oxy, vì
giai đoạn này nấm men hấp thụ các chất dinh dưỡng và sử dụng các enzyme sẵn có
của mình thực hiện xúc tác sinh học trong quá trình trao đổi chất để duy trì sự sống,
tạo thành rượu và CO
2
.
f. Số lượng tế bào nấm men
Là một yếu tố quan trọng trong quá trình lên men nước giải khát. Nếu số

lên men. Sử dụng đường saccharose tinh luyện được sản xuất tại công ty cổ phần
đường Biên Hòa - khu công nghiệp I - Đồng Nai.
Đường được sử dụng phải đạt những yêu cầu sau: hàm lượng saccharose ≥
99.8%, độ ẩm ≤ 0.05%, đường khử ≤ 0.03%, hàm lượng tro ≤ 0.03%, hạt màu trắng
óng ánh, kích thước tương đối đồng đều, không vón cục, không có mùi lạ, khi pha
vào nước sẽ tạo ra dung dịch trong suốt.
b. Enzyme pectinase
Sử dụng enzyme pectinase nhằm mục đích thu dịch chanh dây dễ dàng hơn và
làm dịch ép được trong hơn. Enzyme pectinase được cung cấp bởi trường Đại học
Khoa học Tự nhiên - Thành phố Hồ Chí Minh.
c. Acid citric
Sử dụng để làm giảm độ pH cho dịch lên men. Acid citric được sử dụng ở
dạng tinh thể, màu trắng, tan vô hạn trong nước và tạo ra một dung dịch trong suốt.
Yêu cầu: không lẫn tạp chất, hàm lượng acid citric > 99%, độ ẩm <0.3%.
d. Na
2
CO
3
Dùng để điều chỉnh pH thích hợp cho quá trình lên men. Na
2
CO
3
được sử
dụng ở dạng hạt, màu trắng.
e. Nước
Được sử dụng ở đây là nước cất được chưng cất tại phòng thí nghiệm khoa
Công nghệ Sinh học – Môi trường - Trường Đại học Lạc Hồng.
1.2.1.3 Hóa chất và thiết bị
a. Thiết bị
 Máy đo độ pH HANNA với độ chính xác 0.01

đếm hồng cầu.
1.2.2.4 Phương pháp hóa học
 Phương pháp xác định độ cồn: phương pháp Cordebard.
 Phương pháp xác định đường tổng: phương pháp Phenol.
 Phương pháp thanh trùng Pastuer.
 Xác định pH bằng máy đo pH.
1.2.2.5 Phương pháp phân tích cảm quan
15
Phương pháp đánh giá cảm quan của sản phẩm được thực hiện theo Tiêu
chuẩn Việt Nam TCVN 3215-79. Đây là tiêu chuẩn sử dụng hệ điểm 20 xây dựng
trên một thang thống 6 bậc 5 điểm (từ 0 đến 5) trong đó điểm 0 ứng với chất lượng
sản phẩm “bị hỏng”, còn từ điểm 1 đến điểm 5 ứng vói mức khuyết tật giảm dần. Ở
điểm 5 sản phẩm coi như không có sai lỗi và khuyết tật nào, trong tính chất đang
xét, sản phẩm có tính tốt đặc trưng và rõ rệt cho chỉ tiêu đó [7].
Đối với nước giải khát có ga các chỉ tiêu cần phải đánh giá cảm quan bao gồm
độ trong, màu sắc, mùi, vị. Sau đây là bảng đánh giá các chỉ tiêu (dựa theo sáu bậc
đánh giá TCVN 3215-79 ở phụ lục 3):
Bảng 1.2 Bảng điểm về màu và độ trong của sản phẩm nước giải khát chanh dây
lên men
Bậc
đánh
giá
Thang
điểm
Hệ số
trọng
lượng
Cơ sở đánh giá
1 5
0.8

3 3 Có mùi chanh dây, mùi rượu cao, không hài hòa.
4 2 Thoảng mùi chanh dây, mùi rượu cao rõ rệt, thoảng mùi lạ.
5 1 Sản phẩm mất mùi chanh dây đặc trưng, nồng, mùi lạ rõ rệt.
6 0 Sản phẩm bị hỏng, có mùi lạ gây khó chịu.
Bảng 1.4 Bảng điểm về vị của sản phẩm nước giải khát chanh dây lên men
CHƯƠNG II: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
2.1.1 Xác định hàm lượng enzyme pectinase bổ sung
2.1.1.1 Xác định hàm lượng enzyme pectinase bổ sung trong quá trình thu
dịch
Bậc
đánh
giá
Thang
điểm
Hệ số
trọng
lượng
Cơ sở đánh giá
1 5
2
Sản phẩm có vị hơi chua của chanh dây, vị ngọt của đường,
của rượu, hài hòa, tạo vị nhẹ dịu, đậm đà, hậu vị tốt, đặc
trưng.
2 4
Sản phẩm có có vị hài hòa, dễ chịu, hậu vị vừa phải, đặc
trưng.
3 3
Sản phẩm hơi chua, vị loãng, hậu vị yếu, thiếu đậm đà, ít

Ép thu dịch
Ủ
( t = 1h, T
0
= 25 - 27
0
C)
Ủ
Đánh giá chất lượng dịch lọc và hiệu
suất thu dịch
Dịch quả và hạt + Lượng
enzyme petinase bổ sung
thích hợp
Thời gian ủ
thích hợp
1.5h
2h0.5h
1h
Ép thu dịch
18
Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian ủ với lượng enzyme pectinase
bổ sung thích hợp
2.1.2 Xác định hàm lượng nước pha loãng
Dịch chanh dây sau khi ép xong được tiến hành bổ sung thêm nước với các tỷ
lệ như sau: 40%, 50%, và 60% so với lượng dịch ép để làm giảm giá thành sản
phẩm nhưng không làm giảm chất lượng. Thí nghiệm được tiến hành với 100ml
dịch mỗi mẫu.
Pha loãng
Đánh giá cảm quan, đo hàm lượng
đường, pH, độ rượu

đường còn lại, pH, độ rượu
Dịch ép đã pha
loãng (pH = 4)
Hàm lượng
đường bổ sung
thích hợp
(ĐTH)
16
0
Brix 17
0
Brix 18
0
Brix 19
0
Brix 20
0
Brix
Thanh trùng
(75
0
C, 15 phút)
Lên men
(t = 60h)
Bổ sung nấm men (1%)
Làm trong
Thanh trùng (75
0
C, 30 phút)
20

2.1.5 Xác định hàm lượng nấm men bổ sung thích hợp cho quá trình lên
men
Nấm men là một thành phần quan trọng ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình lên
men và tạo ra sản phẩm tốt. Nếu lượng nấm men cho vào ít thì số lượng tế bào nấm
men không đủ để lên men, ngược lại lượng tế bào quá nhiều sẽ không đủ cơ chất
Tỷ lệ nấm men bổ
sung thích hợp
(TLNMTH)
Thanh trùng
(75
0
C, 15 phút)
Đánh giá cảm quan. Đo: hàm lượng
đường còn lại, pH, độ rượu
Dịch ép đã pha loãng
(ĐTH, pH TH)
Lên men
(t = 60h)
Tỷ lệ nấm men bổ sung
1% 1.5% 2% 2.5%
Làm trong
Thanh trùng
(75
0
C, 30 phút)
22
cho nấm men hoạt động, tế bào nấm men chết nhiều gây mùi vị lạ cho sản phẩm.
Do đó chúng ta cần tiền hành thí nghiệm bổ sung mấn men như sau:
Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng nấm men bổ sung thích hợp
cho quá trình lên men

bổ sung thích
hợp
Thanh trùng
(75
0
C, 15 phút)
Đánh giá cảm quan
Dịch ép đã pha
loãng
(ĐTH, pH TH)
Lên men
Bổ sung nấm men với tỷ lệ thích hợp
Làm trong
12% 16%14%
24
được tiến hành như sơ đồ hình 3.9 với mỗi mẫu là 100ml sản phẩm, đường dùng
cho quá trình điều vị được nấu dưới dạng syrup 65
0
Brix.
Hình 2.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm điều vị
2.2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
2.2.1 Kết quả xác định lượng enzyme pectinase bổ sung thích hợp
25
2.2.1.1 Kết quả xác định lượng dịch thu được trung bình
Lượng dịch quả thu được có sự thay đổi khác nhau khi ta bổ sung emzyme
pectinase với tỷ lệ khác nhau.
Kết quả thí nghiệm thu được được trình bày ở bảng 2.1
Bảng 2.1 Lượng dịch quả thu được sau khi bổ sung enzyme pectinase